一种液位测量仪及其误差补偿方法

摘要

本发明是液位测量仪及其误差补偿方法，测量仪由压力传感变送器、温度传感变送器、电源、机箱、按键、LED显示器、电路板共同安装及通过各自相应电缆信号线、电源线共同连接构成；其电路由压力、温度变送器电路、多路模拟开关、A/D转换器、单片微机、数据及程序存贮器、串行接口、键盘/显示接口、LED显示器通过各自相应信号线共同连接构成；误差补偿方法先测量压力、温度变送器输出信号数据，再设计单片微机控制补偿软件程序补偿压力信号的非线性误差、温度误差、零点漂移误差。本发明的测量仪精度高、稳定性好、价格合理，约为国外同类产品价格的1/10。

主权项

1.一种液位测量仪的误差补偿方法，其特征是，它包括如下步骤：第一步标准数据测量将压力变送器和温度变送器放置在恒温箱中，设置温度数值Ti，i是测量温度点，在恒温下同一测量温度点测量一组标准压力数据V(0，j)，j是选择压力的间隔范围；再调节温度Ti，利用相同方法在其它测量温度点依次测量压力数据V(i，j)；第二步建立误差补偿函数通过将测量温度分区域的方式，把压力信号与温度、测量压力及补偿压力之间的曲面函数关系归结为压力与补偿压力的二维平面一次线性函数关系，分别如下地建立3个相应的一次线性补偿函数：①将压力范围分为多个区段，建立一个压力线性函数：在温度区间Ti至Ti+1内，压力与补偿压力是二维平面一次线性关系，在压力V0至Vj范围内，再将压力Vj至Vj+1确定为压力非线性补偿段，利用压力Vj至Vj+1、Vj和对应的标准压力Pj至Pj+1、Pj如下地建立压力线性补偿线性函数Pnx(V)：Pnx(V)＝{(Pn(i，j+1)-Pn(i，j))/(P(i，j+1)-Pn(i，j))}×Px+P(i，j) (1)其中，Pn(i，j)是标准压力，P(i，j)是在i温度时压力；Px是被测量压力；②将温度分为多个区域，建立测量温度与25℃时压力的线性函数：当测量温度为Tx和压力Px时，利用温度Tx至25℃与压力Px至P25建立25℃时压力的温度补偿线性函数Pout(T)：Pout(T)＝Pnx×(1+α)+P25(i，j) (2)其中，α＝(P(i，j)-P25(i，j))/(Px-P25)；P25(i，j)是25℃时的压力数值；③建立液位与压力线性补偿函数：在温度为25℃时，利用液位H(i，j)、Hn25和压力Pout、P25建立液位补偿线性函数Hn25(P)：Hn25(P)＝H(i，j)+(ΔHn/ΔPn)×(Pout-P25(i，j)) (3)其中，区段标准压力差值：ΔPn＝P(i，j+1)-P(i，j)，区段标准高度差值：ΔHn＝H(i，j+1)-H(i，j)；H(i，j)是测温点i、压力区段j时液位测量高度；第三步误差补偿先判断测量温度Tx所在的区域，并确定压力V所在的区段，然后在Vj 至Vj+1的区间内，利用公式(1)的压力线性补偿线性函数Pnx(V)计算出压力补偿数值Pnx；然后计算温度Tx-25℃的差值，利用公式(2)的25℃时压力的温度补偿线性函数Pout(T)计算出压力Pout；最后利用公式(3)的液位补偿线性函数Hn25(P)计算经补偿后的液位高度Hn25。